Мансардная крыша

Проектирование полумансардной крыши

Чтобы правильно создать каркас крыши для полумансарды, лучше начать с разработки проекта. На этом этапе определяются с углом наклона кровли и высотой. Для того чтобы сохранить эстетически правильные пропорции здания, нужно делать кровлю не слишком высокой. По количеству скатов полумансардные кровли делают одно- или двухскатными. Необходимо рассчитать нагрузки, которые будут воздействовать на крышу. Это позволит обеспечить комфортную эксплуатацию и исключит образование повреждений.

Чтобы предотвратить передачу распорной нагрузки на стены полумансарды, систему стропил для неё делают безраспорной. Применяют её при монтаже на стены из блочных материалов.

В разработанном проекте должна содержаться схема стропильной системы. На ней располагаются конструктивные элементы и обозначают способы их крепления. Стропила не должны передавать распор на стены, поэтому каркас имеет наслонные стропила. А крепление стропильных ног осуществляется интересным методом, обеспечивая определённую степень свободы.

При организации наслонных стропил, укладывается мауэрлат и монтируется коньковый прогон, опираемый на фронтоны. Можно использовать вертикальные стойки.

Монтаж стропил для полумансардной крыши можно осуществить тремя способами.

Способ первый

Нижнюю часть стропила подшивают с помощью опорного бруска. Можно также сделать врубку зубом, опирая на мауэрлат. Верхнюю же её часть делают с горизонтальным запилом со скосом, глубиной, определяемой по формуле: a=025h, где h — параметр высоты сечения стропильной ноги.

Площадка, предназначенная для упора в длину, не должна превышать параметра h. Распорную нагрузку, образующуюся при работе стропильной ноги на изгиб, можно избежать с помощью скоса подрезки. Не имеющий скоса запил опирается на прогон боковой щекой. При этом параметр длины скошенного запила должен быть не менее двух a.

Первый способ монтажа

В случае, если верхняя подрезка стропила не представляется возможной, необходимо произвести его подшивку с помощью обрезка доски с сечением, аналогичным сечению стропила. Следующий этап — закрепление с двух сторон с помощью прибоин из дерева или монтажных пластин из металла. Эту подшивку или запил выполняют горизонтально. Далее верхние концы стропильных ног свободно укладывают на коньковый брус. Если крыша двухскатная, то крепление к прогону осуществляют, используя принцип скользящей опоры. Скреплять стропила между собой в этом случае не нужно. Этот вариант крыши, имеющей два ската, можно представить как комплекс, состоящий из двух односкатных конструкций, которые примыкают друг к другу.

Способ второй

При устройстве крыши, имеющей два ската, чаще всего используют этот способ. Он подразумевает выполнение нижней части стропила на ползуне. Верх стропильной ноги при этом закрепляют с помощью болтов или гвоздей. Стропильные ноги упирают в прогон или между собой. Связывание их проводят деревянными прибоинами или зубчатыми металлическими пластинами.

Второй способ монтажа

Важно правильно закрепить нижнюю часть стропильной ноги к мауэрлату. Чтобы обеспечить их проектное положение, при креплении по обе стороны боковых поверхностей вбивают под углом гвозди

Можно использовать вариант, где сверху вбивается один длинный гвоздь или устанавливается гибкая пластина из стали. Можно заменить их на уголки из стали, но для этого варианта необходимо зафиксировать стропильную ногу уголками с обеих сторон. Гвозди при этом не вбивают. Чтобы обеспечить защиту от ветрового опрокидывания крыши, используют дополнительное крепление элементов стропильной конструкции с помощью гибких проволочных скруток. Такое крепление не будет препятствовать основной работе в качестве ползуна.

Способ третий

Его отличие от предыдущих в том, что происходит жёсткое крепление конькового узла. Но он схож со вторым тем, что при креплении нижней части стропильной ноги используют ползунок.

Это конструкция плоха тем, что может спровоцировать разрушение узла конька, вызывая в нем сильный изгибающий момент. Но за пределами конька прогиб стропил минимальный. Здесь необходимо рассчитывать максимальный изгибающий момент конькового узла. Но так как самостоятельный такой расчёт может вызвать сложности, рекомендуют использовать формулы, предназначенные для расчёта балок, имеющих две опоры (однопролётные). Можно добиться определённого запаса прочности при устройстве узлового соединения, имеющего жёсткое защемление стропил в верхней части.

Скользящие стропила

Одноэтажные и двухэтажные строения

В настоящее время появились споры о том, стоит ли строить жилье с мансардной надстройкой, или лучше отдать предпочтение полноценному этажу. Считается, что мансарда обойдется дешевле. Этот вопрос стоит проанализировать детальнее.

• Уменьшение трат при выборе в пользу мансардной надстройки достигается за счет того, что стенами надстройки служит стропильная система. Однако именно она уменьшает размеры полезной площади, причем существенно. Кроме того, из-за больших теплопотерь мансарду нельзя обустроить без дополнительной изоляции.
• С точки зрения экономии, вопрос выбора между мансардной надстройкой или полноценным этажом не предполагает однозначного ответа. Если выполнять нестандартные скатные системы на мансарде, то вызов мастеров, которые будут делать эту работу, вовсе нивелирует экономические плюсы. Выбирать мансардную надстройку или полноценный второй этаж предстоит скорее из эстетических соображений.

Немного теории ↑

Чтобы говорить на одном языке, стоит вспомнить основные понятия и термины, которыми мы будем оперировать при описании кровельных конструкций. Итак, крыша состоит из 2-х основных систем — силовой и ограждающей. К силовой системе относится мауэрлат и стропильная конструкция, к ограждающей — кровельный пирог, паро-, гидро- и теплоизоляция. Эта статья посвящена именно силовой конструкции, поэтому о кровельных материалах речь идти не будет. Теперь по порядку.

Мансарда — пример рационального использования пространства

Мауэрлат ↑

Мауэрлат используется при строительстве кирпичных, бетонных и каркасных зданий для привязки кровли к несущим стенам и распределения нагрузки стропил по периметру стен конструкции.

На крышу действуют весьма значительные силы за счет ее парусности. Поэтому, чтобы удержать конструкцию кровли на месте при сильном боковом ветре, мауэрлат должен выдерживать колоссальные нагрузки, стремящиеся оторвать и сдвинуть всю систему со стеновой коробки.

Повышенная устойчивость достигается за счет особых способов крепления мауэрлата к стенам здания. Самое капитальное решение — это сооружение армированного пояса на верхнем ряду кладки стен дома. Для этого на стенах делается опалубка, в которую закладывается металлоконструкция и заливается бетон. В заранее определенных точках в сырой бетон вставляются шпильки с резьбой на конце (можно их приварить к арматуре), к которым будет крепиться мауэрлат. Шпильки должны находиться между стропилами, чтобы не сосредотачивать прорезы и отверстия в балке на близком расстоянии.

Мауэрлат крепится шпильками

Также можно закладывать шпильки при строительстве стен в кладку. Или можно вместо шпилек использовать стальную проволоку, продетую под два – три ряда кладки и свободными концами выведенную наверх для привязки мауэрлатной балки.

Чаще всего мауэрлат делают сплошным, полностью покрывающим всю длину боковых стен дома. Иногда он состоит из отдельных подкладок под стропила, но при таком раскладе нагрузка распределяется неравномерно.

Стропила ↑

Стропила — это основные несущие элементы кровли, на которые набивается обрешетка и стелется кровельное покрытие. Стропила для мансарды чаще всего делают составными или ломанными. Это наиболее рациональный и простой вариант организации пространства, при котором достигается большая высота комнаты при той же площади.

Стропила двухскатной крыши (а мы будем говорить о двухскатной ломаной крыше) бывают висячими и наслонными.

Висячие стропила опираются на боковые несущие стены по нижним краям и друг на друга по верхним, в результате на стропильную доску действует сила сжатия и изгибающее усилие. Для усиления висячих стропил чаще всего используют ригеля, установленные посередине или в верхней части стропил. Такая конструкция целесообразна, если расстояние между стенами-опорами не превышает 6 – 6,5 метров.

Наслонные и висячие стропила

Наслонные стропила опираются нижним концом на боковые стены, а верхним — на коньковый прогон, который, в свою очередь, посредством бабки опирается на промежуточную опору (чаще всего это несущая стена-перегородка). Такая конструкция может покрывать расстояние до 10 метров, а с дополнительными прогонами и стойками — до 16 метров.

Виды крыш ↑

Крыши, в зависимости от формы, конструкции и вида стропильной системы, делятся на несколько видов:

• плоские;
• односкатные (крыша состоит из одной плоскости, расположенной под углом к одной из стен);
• двухскатные (крыша состоит из двух прямоугольных плоскостей, расположенных под углом к более длинным стенам и образующим треугольные торцы) ;
• вальмовые и полувальмовые (крыша имеет четыре ската, два из которых — трапециевидные, два других — треугольные, иногда треугольные скаты разбивают на два ската — трапецию снизу и треугольник сверху — это полувальмовая крыша);
• ендовые или многощипцовые (сложная крыша на многоугольном строении с множеством внутренних и внешних углов, эркеров, окон и т. д.);
• конические или купольные (крыши на круглых зданиях или зданиях в виде вписанных многоугольников);
• шатровые (крыша представляет собой четырехскатную пирамиду из равнобедренных треугольников);
• мансардная крыша (подвид двухскатной крыши, когда фронтоны образованы из трапеции и треугольника, основание которого — верхняя сторона трапеции, или проще говоря, двухскатная крыша с ломаными скатами).

Мы будем рассматривать ломаную двухскатную крышу и ее стропильную систему.

Двухскатная ломаная крыша достаточно популярна

Особенности конструкционного устройства мансардных крыш

Стропильную систему для таких кровель собирают из стропил и стоек. Их подрезают под определенным углом в местах, где происходит излом скатов. Основная сложность обустройства мансардных кровель заключается в точном определении угла наклона их верхней части. А для этого необходимо правильно рассчитать предполагаемую величину нагрузки на кровельную конструкцию с учетом высоты потолка мансардного помещения.

Очень важный момент: вся крыша вместе с чердачным пространством и стропильной системой должна получиться максимально легкой. Для чего это нужно? Дело в том, что жилое мансардное помещение нужно еще теплоизолировать, сделать в нем отделку, там будет установлена мебель, по его напольному покрытию будут передвигаться люди. Бывает также асимметричная двухскатная крыша с разными скатами по длине, которая смотрится очень оригинально.

Кроме этого, при расчете нагрузок на фундамент следует принимать во внимание, что на современные мансарды обычно оснащают инженерными коммуникациями – системой теплоснабжения, вентиляции, освещением и т.д. Поэтому и требуется, чтобы крыша получилась легкой и одновременно прочной.

Когда обустраивается двускатная мансардная кровля, систему стропил для нее сооружают по технологии висячей конструкции. Эти стропила не имеют средних опор, и по этой причине под крышей образуется единое пространство. Систему висячих стропил также принято называть беспрогонной конструкцией. Ее элементы опираются друг на друга и на несущие стены.

Площадь помещения под ломанной двускатной крышей всегда больше, по этой причине стропильные фермы при величине пролета более 6 метров подпирают дополнительно на прогоны стойками и подкосами. Это необходимо, чтобы нижние части ног стропил не превышали 4,5 метра.

Монтаж мауэрлата и стропильной системы

Мауэрлат укладывается после того как были проведены работы по выравниванию чердака и размещению гидроизоляционного настила.

Благодаря размещению по периметру чердачного помещения мауэрлата все непрямые углы можно исправить.

В качестве материала используются брусья. Толщина подбирается под обрез стен.

Когда вы укладываете мауэрлат под бортик карниза, следует быть особо внимательным.

Следите, чтобы конструкция была безраспорной, потому что подкладывать дополнительные элементы нельзя. Придется разобрать часть внешней кладки стены и поднять внутреннюю часть стены.

Установка мауэрлата

Монтаж утеплителя

Утеплять чердачное помещение нужно в том случае, если вы собираетесь его обживать. В первую очередь стоит определиться с материалом, используемым в качестве теплоизоляции. Лучшим решением будут специальные базальтовые плиты.

Плотность утеплителя нужна не менее 30-40 км на кубический метр, иначе неизбежно ее проседание в будущем. А толщина – 150 мм. Также в кровлю устанавливается специальная пленка, чтобы защитить от промокания.

Пошаговый монтаж утеплителя

Монтаж обрешетки и контробрешетки

После того как установлена основа обрешетки, для усиления конструкции нужно устанавливать контробрешотку. Это необходимо если наклонный угол большой.

Контробрешетка устанавливается из мелких брусьев, которые накладываются поверх основной обрешетки, уже на уложенный гидроизоляционный слой. При установке контробрешетки между кровлей и основой образуется вентиляционное пространство, позволяющее повысить срок эксплуатации.

Монтаж обрешетки

Монтаж гидроизоляции и пароизоляции

Ломаная крыша своими руками требует установку гидроизоляции. Чтобы защитить крышу от проникновения влаги между кровлей и основой прокладывается специальный слой из рубероида или пленки. Контроборешетка помогает лучшей вентиляции, чтобы избавиться от эффекта парообразования.

Самой распространенной системой защиты от испарений является трехслойная конструкция — гидробарьер.

1. Армированная решетка. Ее плетут из полиэтиленовых волокон.
2. Антиконденсат или поробарьер.

Устанавливается гидроизоляция на стропила или обрешетку.

Монтаж гидроизоляции

Делаем расчет

Устройство стропильной системы мансардной крыши в случае применения ломаной двухскатной конструкции не столь сложно. Но все-таки и тут необходимо сделать некоторые предварительные расчеты. В первую очередь нужно узнать некоторые важные параметры. Специалисты выделяют следующие:

• какие нагрузки будет испытывать крыша;
• высота жилого помещения на мансарде;
• желаемая ширина будущей комнаты.

Первый параметр самый важный. От него будет зависеть сечение большинства элементов стропильной системы мансарды. Нагрузки бывают двух типов – это переменные и постоянные. Первые зависят от уровня осадков в зимний период и ветра в вашем регионе. Чем эти нагрузки больше, тем толще нужно делать стропила на мансардной крыше. Узнать уровень осадков и ветровую нагрузку можно при помощи специальных карт или уточнить эти сведения в градостроительном отделе администрации вашего поселка или города.

Также, чтобы высчитать параметры стропил мансарды необходимо учитывать и постоянные нагрузки. Сюда включают вес самой системы, кровельного «пирога» и различного оборудования, установленного на крыше в будущем.

Желаемая высота и ширина помещения на мансардной крыше повлияет на устройство всей стропильной системы. Как уже говорилось, самый оптимальный вариант считается ломаная конструкция. В этом случае точка изгиба кровли будет совпадать с высотой и шириной комнаты. Также от этих параметров будет зависеть угол наклона нижних и коньковых стропил. Но тут нужно учитывать одну особенность. Дело в том, что чем круче будет скат крыши, тем меньше на нем будет задерживаться снега. Но в этом случае увеличится нагрузка на стропильную систему мансарды от ветра. Поэтому нужно искать «золотую середину».

Зная все нужные параметры можно составить чертеж всей системы. Такая схема поможет не только правильно рассчитать сечение стропил и других элементов, но и станет помощником при монтаже. Лучше доверить эту работу профессионалу, так у вас будет меньше шансов сделать ошибку.

Важно при планировании грамотно рассчитать расстояние между стропилами мансардной крыши. Как правило, этот параметр делается не более одного метра

Но в некоторых случаях расстояние между парами стропил может быть и больше. Тут следует учитывать следующие параметры:

1. Сечение и длина самих стропил. Чем они «толще» и короче, тем расстояние между ними может быть увеличено и доходить до полутора метров.
2. Какие нагрузки будет испытывать мансардная крыша. Если снега выпадает мало, а в качестве кровельного материала применяется металлочерепица или профнастил, то стропила можно делать тоньше, а расстояние между ними больше. Если используется шифер или керамическая черепица, то и система должна быть более прочной.

Лучше всего не делать большие расстояния между стропилами. Так ваша мансардная крыша будет более надежной. А значит, и весь дом простоит намного дольше.

Чтобы стропильная система мансардной крыши выдерживала все нагрузки, лучше доверить расчеты профессионалам. Есть и другой способ. В интернете существуют специализированные сайты с калькулятором. Введя все требуемые параметры, вы сможете узнать, какого сечение стропила вам понадобится, расстояние между ними, места крепления и все остальные сведения. Кроме того, с помощью такого калькулятора можно рассчитать количество материала. Так вы сможете более основательней подготовится к монтажу стропильной системы мансардной крыши.

2 Разновидности крыш – выбираем подходящий вариант

Ломаные мансардные сооружения делят на одно- и многоскатные (от 2 до 4 скатов)

Здесь важно подобрать крышу, наиболее полно отвечающую запросам владельца дома и непосредственно конструктивным особенностям последнего. При правильном проектировании «мертвых» зон на чердаке будет совсем немного

А самое жилое пространство существенно увеличится. При желании можно почти полностью избавиться от упомянутых «мертвых» зон. В них реально установить небольшие шкафчики и полочки, сделать мини-чулан для хранения всевозможных мелочей.

Самыми простыми в возведении считаются односкатные ломаные конструкции. Они характеризуются элементарной стропильной системой. Визуально односкатные крыши похожи на наклонную плоскость. Она фиксируется на разной высоте на стеновых поверхностях постройки. Двускатные сооружения имеют два ската ломаного типа. Они смотрят в противоположные (диаметрально) направления. Подобные конструкции также достаточно просты и при этом функциональны. Двускатные кровли рекомендуется устанавливать на домах в форме прямоугольника.

Если вы хотите получить потрясающего вида крышу и готовы к большому объему работ по её возведению, то четырехскатная крыша — это ваш вариант

Ломаная конструкция с тремя скатами располагает направленной по вертикали стеной. Она монтируется в одном торце сооружения, второй при этом делается с профильными изломами, которые по форме повторяют изгибы скатов, находящихся по бокам. Такие кровли имеют небольшую массу (нет одной капитальной стены)

Обратите внимание! Специалисты советуют строить трехскатные ломаные конструкции при необходимости сопряжения кровель над мансардой и иной частью дома

Заметим, что крыши с четырьмя скатами имеют относительно малый вес. Разновидностью (широко распространенной и любимой многими) четырехскатных конструкций являются полувальмовые кровли. Они выполнены в виде торцевого ската, нижняя и верхняя части которого срезаются торцом крыши. Нюанс. Нижняя часть полувальмового сооружения делается в форме трапеции, верхняя – треугольника.

Расчёт стропильной системы

Исходные данные для расчёта берутся из предварительно разработанного проекта. Для примера рассмотрим схему устройства кровли при наличии мансарды.

В проектном чертеже указываются размеры, места усановки и материал всех элемениов кровельной системы

Основным показателем, рассчитываемым в первую очередь, является шаг стропил в зависимости от планируемого финишного покрытия. Так, для установки керамической черепицы шаг стропил должен быть не более 60 сантиметров, а если планируется установить пластиковое покрытие или мягкую кровлю, этот показатель может быть увеличен до 120–150 сантиметров. Опять же, нужно учитывать характер нагрузок — сочетание воздействия ветра и снега — и установить оптимальный угол между скатами кровли.

Порядок расчёта количества стропил

Для примера рассмотрим устройство кровель для дома длиной 10 метров. Принимаем в первом приближении расстояние между стропильными ногами равным 80 сантиметрам. Тогда их понадобится: 1000 : 80 + 1 = 13,5. Поскольку число стропил должно быть целым, округляем результат до 13. В таком случае точное расстояние между ними составит 1000 : 13 = 769 (миллиметров). Это точное значение промежутка между осями стропильных ног.

При расчёте потребности в материалах нужно учитывать их раскраиваемость. В случае с материалами из древесины их длина может составлять 4 или 6 метров. В процессе проектирования нужно подбирать размеры деталей с учётом образования наименьшего количества обрези. Обрезки древесины хвойных пород непригодны даже на дрова для печей.

Материалы для стропильной конструкции

Всё большее распространение получают составные профилированные материалы из древесины. К таковым относятся:

1. Двутавры деревянные. Эти изделия интересны тем, что они изготавливаются в основном из отходов древесины. Опорные поверхности из многослойной водостойкой фанеры и стенка из ОСП. Такие конструкционные материалы имеют несущую способность не меньшую, чем цельный брус. Требования к антибактериальной противопожарной обработке гораздо мягче, материал уже прошёл все защитные обработки в процессе производства. При этом он не подвергается растрескиванию, а его механические свойства одинаковы во всех направлениях.

2. Швеллеры деревянные. Их производят таким же образом, как и двутавры. Основное применение — несущие элементы деревянных конструкций. Прочностные характеристики такого профиля выше, чем у древесины натуральной и деревянного двутавра. Часто такие изделия производятся из массива древесины хвойных пород. Тем самым значительно снижается вес конструкций и нагрузка на фундамент.

3. Брус клеёный. Этот материал нечасто применяется для монтажа именно стропильных каркасов. Основное его применение — кладка срубов. Для них используют брус с сердцевиной из обычной хвои и крайними пластинами из дорогих пород древесины: дуба, лиственницы и других ценных материалов. Для стропил используется брус из однородных пластин повышенной длины на высоконапряженных участках системы.

4. Металлические профили. Для сборки стропильных каркасов применяются не так часто. Наиболее удобным для монтажа материалом является профильная труба. Недостатком металлопрофиля является необходимость периодического проведения мероприятий по защите от коррозии. Элементы стропильной системы, как правило, наглухо закрыты кровельным пирогом и внутренней отделкой помещения мансарды, что сильно затрудняет доступ для обслуживания.

Фото проектов крыши

Также рекомендуем просмотреть:

• Конек крыши
• Система крыши
• Угол крыши
• Устройство крыши
• Ломаная крыша
• Утепление крыши
• Четырехскатная крыша
• Мансардная крыша
• Вальмовая крыша
• Крыша дома своими руками
• Труба на крыше
• Крыша из ондулина
• Гидроизоляция крыши
• Течет крыша
• Ремонт крыши
• Правильная крыша
• Плоская крыша
• Крыша из шифера
• Как сделать крышу
• Стропильная система
• Крыша из металлочерепицы
• Снегозадержатели на крышу
• Кровля крыши
• Снег на крыше
• Профнастил для крыши
• Крыша гаража
• Красивая крыша
• Зеленая крыша
• Установка крыши
• Двухскатная крыша
• Односкатная крыша
• Крыша бани
• Монтаж крыши
• Покрыть крышу
• Крыша дома

Заключение

Решение сделать крышу своими руками полностью оправдано, так как в отдаленных районах частные строительные бригады выполняют работы со всевозможными нарушениями строительных норм и технологии. Поэтому самостоятельный монтаж – это, прежде всего, уверенность в надежности конструкции своей кровли. Из всех вариантов самым универсальным можно считать четырехскатную вальмовую кровлю. Для маленьких домов можно рекомендовать комбинированную мансардную крышу. На основании всего объема представленной информации можно без труда проектировать и возводить все типы универсальных крыш.